Аннотация 4
Введение 3
Глава 1 Моделирование света 5
1.1 Общие сведения 5
1.2 Алгоритм 6
1.3 Рассеяние 7
1.4 Скорость света в воде 8
1.5 Регистрация 9
1.6 Данные на выводе 11
1.7 Моделирование распространения света без поглощения . . 12
Глава 2 Оптимизация лазера 16
2.1 Формулировка проблемы 16
2.2 Метод 16
2.3 Реализация 18
2.4 Рассеиватели 19
2.5 Насыщение Оптических модулей 23
Заключение 26
Список литературы 27
Приложение А Пример конфигурационного макро файла Geant4 . 29
Первичной целью Байкальского Глубоководного Нейтринного телескопа является исследование потока высокоэнергетических [1] нейтрино и поиск их источников. Детекция нейтрино происходит посредтсвом регистрации излучения Черенковского света[2], возбуждаемого частицей(мюоном, электроном или тау-лептоном) в озере на ваккуумных фотоэлектронных умножителях. Такие ФЭУ объединены в вертикально погруженные ”гир- ляндьГпо 35 штук, которые в свою очередь объединены в кластеры по 8 гирлянд, находящиеся друг от друга на расстоянии нескольких сотен метров. По отклику этого большого детектора реконструируется энергия и угол прихода потенциального нейтрино. Данный метод наблюдения сопряжен с рядом трудностей[3], среди которых важное место занимает точность полученных измерений. Нейтрино не единственный источник Черенковского излучения, им может служить, не только мюон, рожденный после интеракции нейтрино в озере, а, например, постоянный мюонный поток, появившийся в атмосфере, который можно легко спутать с нейтринным. Также среда озера не стационарна, с течением времени меняется множество свойств воды, которые оказывают сильное влияние на такие параметры как коэффициент преломления света, прямо влияющего на разрешение телескопа.
На 2 из 7 кластеров находятся экспериментальные лазерные установки, с помощью которых производится отклик детектора, на основе которого проводится[4] сравнение и развитие моделирования процесса вычисления длины поглощения и длины рассеивания света.
От того какой вид имеет угловое распределение излучения источника света зависит точность измерения длины рассеивания и поглощения. В экспериментальной установке для этого применяется рассеиватель на лазере.
Монте-Карло моделирование процесса строиться с помощью инструмента Geant4, данные записываются в ROOT файл, а затем полученное световое распредение обрабатывается в python программе, в которой сно- 3
ва пропагируется свет в объеме с полученной ранее дистрибуцией света из ROOT файла, но уже с последующим откликом детектора.
Основные результаты работы заключаются в следующем.
1. Проведено сравнение различных диффузоров. Показана ошибка в определении длины поглощения для каждого из них.
2. Была решена проблема эффекта насыщения оптических моделей и реорганизовано хранения данных. Для этого была проведена ревизия принципа работы учета насыщения реальной установки и использован новый метод учета, отвечающий требованиям.
3. Математическое моделирование показало, что наилучшим рассеивателем для определения длины поглощения будет ’’Рассеиватель 1”
Полученные результаты важны для анализа данных по изучению поглощения и рассеяния света в среде для установки Baikal-GVD
